水平子午环气象资料自动采集系统

大气折射是天体测量最基本的问题之一，它影响着天体位置测定的精度。气象资料自动采集系统是自动计算大气折射必不可少的仪器，为观测结果和气象的相关分析提供了可能．本文介绍的气象资料自动采集系统，可实时采集并可用于其它天文观测仪器．     

用低纬子午环绝对测定大气折射改正

利用子午仪器进行天体位置的绝对测定,大气折射效应是仪器以外的主要误差来源。尤其是在大天顶距的情况下,用目前的大气折射理论,不能给出可用的精确数值。为了提高天体位置的测定精度,本文提出利用低纬子午环在卯酉方向观测,实测大气折射值,期望利用实测的结果,建立更接近于实际情况的大气折射表。同时,可以对不同光谱型的恒星建立专门的大气折射表。     

关于天文折射

本文概述了天文折射产生的原因及其对天体测量观测的影响;天文折射的早期和近代的一些理论,以及依据这些理论建立的模型。同时指出,这些理论和模型所存在的问题,关键是不能客观地描述真实大气状况,这导致了折射表的不精确,尤其是在大天顶距的情况下。强调了从天体测量观测和研究大气状况本身的需要出发,用新方法及手段实时实地的对天文折射进行测量。     

反常折射引起的地面天文观测残差的周年变化

我国光学天文观测有相当长历史，观测精度也较高，但是与国际系统相比。无论是测时还是测纬，所有仪器残差都有类似的周年变化，本文作者认为部分原因是由于我国季节变化引起的大气等密度层倾斜，从而产生的反常折射所引起的，文中对反常折射的规律进行了研究，导出了由于气象参数变化而引起的反常折射公式，并与测时，测纬的残差周年项进行了对比，结果表明用反常折射可以部分地解释我国天文观测残差的周年变化。     

测定大气等密度层倾斜的方法

本文简述了大气等密度层倾斜对天体测量观测结果的影响，根据低纬子午环绝对测定瞬时大气折射的原理，提出了利用子午方向和卯酉方向交替观测，测定大气等密层倾斜的方法推导了解算倾斜量的公式，并对测定精度作了估计。     

卯酉圈观测测定子午环的绝对参数(Ⅴ) 纬度测定值中定向误差的高次项影响

本文讨论了在利用卯酉圈观测方法绝对测定观测点瞬时纬度的过程中,仪器定向误差、周日光行差和大气折射的高次项对所得结果的影响。研究结果表明,仪器定向误差的高次项影响在可观测天顶距范围内都是比较大的,必须在结果中加以改正。而周日光行差和大气折射的影响一般不大,在精度要求的范围内可以忽略。     

实测大气折射值的新方法

简单评述了现有各种版本的大气折射表所依据的理论基础和编制方法，指出了实测大气折射值、建立随地形而异的实测大气折射模型的必要性和应具备的基本条件；在分析了长期以来不能直接测定大气折射值的原因后，介绍了一种在不同方向精确测定大气折射值和建立观测点大气折射模型的新方法，以及所依赖的观测仪器具备的特性，最后给出了用实测数据建立的本地大气折射模型。     

天文大气折射的较差测量方法及试观测结果

受到大气折射的影响,天文观测上通常回避仰角15°以下的目标的观测,但作为大气折射的完整理论研究,低仰角下的大气折射仍然是值得分析探究的.特别是对某些工程应用方面,低仰角的目标有时必须要观测.提出了一套新的利用较差方法测定大气折射的思路.利用一台较大视场的望远镜从天顶开始,在不同高度上对星空作一系列观测,计算不同天顶距处大气折射函数的各阶导数,最后经数值积分可给出大气折射实测值.该方法不依赖于严格的地方参数和复杂精密的观测仪器,并且观测原理相对简单. 2007年底,利用一台简易的大视场望远镜在兴隆观测站进行了试验观测,根据较差方法实测得到真天顶距44.8°至87.5°的大气折射值,初步证明了大气折射较差测量方法的可行性.受到观测条件的限制,本次实测结果精度有限,偶然误差最大约为6",并且存在一定的系统差.在天顶距84°时,与普尔科沃大气折射表的差值约为15".如何消除因积分模型误差引入的累积误差是今后需要解决的关键问题.     

研究大气反常折射的迫切性

就地球大气对天体测量观测的影响作了分类，介绍了对各类影响的传统处理方法，也介绍了低纬子午环的分别对待方法，特别强调了短周期的和不规则的反常折射影响对提高观测精度的限制，并提出了测定这些影响的可能途径。     

低纬子午环配备CCD探测器(Ⅲ)——几项球面天文修正

本文用投影椭圆的方法推导了子午方向的天顶距测定值应加的星径曲率改正、以及星过仪器卯酉方向的时刻和天顶距测定值的相应改正;还推导了子午方向观测中由于过任一天体的赤经圈投影与子午面之间夹角的变化对量度坐标x测定值的影响,所有这些都是由于转轴观测和星象偏离芯片相对中心引起的。文章还推导了视场中任一星象相对于芯片相对中心的大气折射和周年光行差较差改正。并给出了以//2(x′-x)和1/2(y′-y)为引数的改正公式,同时还得出,对于天顶距大于15°的观测,量度坐标x的大气折射较差改正可以忽略不计。     

大气折射的计算

把普尔科沃大气折射表的第4、第5版进行完全计算机化，用多项式拟合大气折射表，直至天顶距83°为止，公式和表列值完全符合，同时用实际计算进行了精度比较。中丹水平子午环大气折射计算采用了计算机化的算法。大气折射是精密天体定位的重要研究课题之一，它除了影响光学天文定位外，还严重地影响射电天文、激光精密定位及GPS比对精度，随着天文定位精度的提高，大气折射的研究更显出其重要性。     

读诗谈天象之五 大气造成的天文现象(下)

大气折射对天文观测的影响大气折射还造成另一个影响天文观测的效应,称为大气色散。原来,空气的折射率还与光的波长(即颜色)有关,不同颜色的光在相同的介质中传播,因折射率不同而分散,雨后彩虹展现由红到紫的七色景象,正是由于同样原因(光被悬浮在空气中的小水滴折射并产生色散)。由于大气色散,使得我们观测到的天体像,无论是目视的眼睛所见还是照相的底片留影,星像都呈现为一条垂直的细小光谱,紫端靠近天顶。天顶距越大,色散也越大。     

大气折射母函数方法、大气折射解析解和映射函数

回顾了作为实用天学和大地测量学中基本研究课题之一的大气折射映射函数研究的进展。介绍了近几年上海天台发展的大气折射母函数方法，以及由此导出的大气折射解析解。对如今广泛地应用在空间测量技术中的几种映射函数做出评述；分析了NMF模型的优点和不足之处。介绍了由大气折射母函数方法引出的大气延迟新连分式映射函数和天大气折射的映射函数方法。利用VLBI实验中高度截止角与基线长度重复率的关系、探空气球(radiosonde)观测资料、PRARE资料比较了各种映射函数的结果。特别指出了映射函数方法对天大气折射和光学波段测距精度的改进。讨论了大气折射计算中的主要误差源。     

观测过程中较差大气折射引起的星象移动的计算和研究

本文给出了一种计算观测过程中较差大气折射引起的星象移动的方法，包括焦面最佳转动的确定．算法中除大气折射公式外，都是严格的．本文用这种方法详细计算了我国即将研制的大天区面积多目标光纤光谱望远镜（ＬＡＭＯＳＴ）中较差大气折射引起的星象移动，文中详细计算了望远镜安放在纬度４０．４°，观测天区－１０°δ＋９０°，天体过子午圈前后１．５小时，视场直径５°情况下，星象移动的结果，并得到星象的最大位移为０．８５９″，ＬＡＭＯＳＴ中光纤的直径是３．３″，光纤定位系统可不作校正．本文提出了实现焦面最佳转动的导星方法：在导星元件是ＣＣＤ的情况下，可任选一颗星来引导焦面旋转，只要使星象在ＣＣＤ靶面上作切向位移，其值等于按本文方法计算得到的值，若采用赤径、赤纬分角线方向（四个４５°方向）的星来引导旋转，也可近似地得到焦面的最佳转动．本文提出的算法和导星方法，可应用于任何天区，任意的观测时间和任何形式的焦面可旋转的望远镜．     

中国与丹麦合作的水平子午环在建立惯性坐标系中的作用

预计Hipparcos测定星位的精度要远好于地面仪器的结果。对于从事地面仪器测量的天体测量学家来说,必须回答:地面仪器还能发挥什么作用?我们认为,地面仪器在未来建立惯性坐标系中仍起着重大作用。因为:1.地面经典仪器有相当长的观测历史,因此,在自行方面,有较好地面仪器观测历史的天体其精度并不亚于Hipparcos的结果。2.地面仪器观测可研究与地球物理有关的问题.3.空间卫星不可能包罗全部课题,仍有大量的课题需要地面仪器去观测。4.地面仪器研究课题的运转周期短。一般来说,空间观测的课题要10年以上的周期。5.地面仪器的改造,使得效率和精度有相当大的提高,特别是CCD探测器在天体测量上的应用。中国与丹麦合作的水平子午环,其有效口径为240mm,可观测到13~m.5的天体,因此我们的仪器将在惯性坐标的建立中发挥作用。根据本仪器的特点,可在下列课题发挥其作用:1.观测射电星,作参考系联结的工作。2.观测较暗的小行星,进行坐标系分点改正的工作。3.进行IRS星的绝对测定。4.观测射电源周围的天体,作为观测射电源的定标垦。5.改进FK5星的位置精度。本文发表于IAU141讨论会,1989年10月,列宁格勒。     

有限距离目标的大气折射改正

大气折射映射函数研究中的母函数方法大大地提高了对流层大气折射改正的计算精度，进而提供了在近地平时低高度观测的足够高精度大气折射改正计算方法。作为高精度大气折射模型的进一步考虑，有限距离目标，例如小于几百千米高度，可能对大气延迟和天大气折射都能引入额外的改正。本应用了天大气折射一些新定义，以及详细地讨论了一种有限距离目标的大气折射改正的计算模型，其中包含在映射函数中的角自变量从传统的真天顶距到本征天顶距的改变，对大气延迟和天大气折射的模拟计算表明：本结果对小于向百千米的目标在低于10°的观测具有一定的影响。     

GPS/LEO掩星技术中超折射效应的修正

在GPS掩星探测地球大气技术中，Abel积分变换要求大气折射指数n是折射半径a的单值函数，当大气折射率的垂直梯度达到小于一个极限值dN／dr≈-0．16N-unit m^-1上述单值性不成立，称其为超折射，此时Abel积分变换不再适用,如果还是在形式上应用经典的Abel变换，在反演结果中就会产生负大气折射率偏差．描述了低对流层中超折射现象的物理特性和数学表示；在广义Abel积分变换的基础上，讨论了超折射层内和超折射层下的大气剖面反演算法；选择了一个简单的采样间隔内等大气折射率垂直梯度假设，对英国高分辨率无线电探空观测资料进行模拟计算，验证了负超折射与大气折射率偏差的关系，并提出的广义Abel变换的合理性.     

天文折射的光谱型效应

天文折射中包含有显著的光谱型效应。本文从有效波长的角度,讨论了光谱型效应的复杂性,不同的仪器采用不同的接受器、以及在不同的天顶距观测,都有不同的光谱型差。提出在低纬子午环上,对不同光谱型的天体测定出天文折射,以提高星位测定的精度。     

大气折射对大视场多目标光纤光谱观测的影响

大气折射从两个方面影响大视场多目标光纤光谱的观测：一是大气较差折射，二是由大气折射引起的大气色散．本文定量地分析了这些影响，给出其对一具有５°视场、位于北纬４０．４°的望远镜在不同纬度时影响的大小．     

大气折射母函数方法、大气折射解析解和映射函数

回顾了作为实用天文学和大地测量学中基本研究课题之一的大气折射映射函数研究的进展。介绍了近几年上海天文台发展的大气折射母函数方法 ,以及由此导出的大气折射解析解。对如今广泛地应用在空间测量技术中的几种映射函数做出评述 ;分析了NMF模型的优点和不足之处。介绍了由大气折射母函数方法引出的大气延迟新连分式映射函数和天文大气折射的映射函数方法。利用VLBI实验中高度截止角与基线长度重复率的关系、探空气球 (radiosonde)观测资料、PRARE资料比较了各种映射函数的结果。特别指出了映射函数方法对天文大气折射和光学波段测距精度的改进。讨论了大气折射计算中的主要误差源。